基于任務引領的《地理信息系統原理》教學方法探討

李輝霞 周紅藝 宋憲強 梁釗雄

摘 要：本文在介紹《地理信息系統原理》課程內容及目前教學存在的主要問題基礎上，探討基于任務引領教學法的《地理信息系統原理》教學改革思路。教學改革內容包括課程分析、線上學習、任務設計、任務實施、課后演練及效果評價。研究成果對激發學生學習興趣、提高課堂教學效果有積極意義。

關鍵詞：任務引領 地理信息 教學方法

中圖分類號：P208-4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（b）-0198-02

1 課程簡介

地理信息系統是集地理學、地圖學、測繪科學、遙感科學與技術、計算機科學、環境科學、管理科學等學科為一體的典型交叉性學科，同時也是一門應用性很強的學科[1]。GIS技術在資源管理、區域規劃、國土監測、城市與區域開發、環境監測、精準等領域發揮著越來越重要的作用[2-5]。

《地理信息系統原理》課程是我校地理信息科學、人文地理與城鄉規劃專業的學科基礎必修課，要求學生掌握地理信息系統（GIS）的基本理論、方法和應用，熟練ArcGIS軟件基本操作，為后續的《空間分析》、《網絡GIS》《GIS二次開發》等課程奠定基礎?？倢W時數56（含實驗學時12），課程設計1周。理論教學內容包括緒論、GIS數據模型、數據輸入與管理、空間分析方法、GIS模型、地理信息可視化、產品輸出與設計等。實驗教學是以ArcGIS 軟件為平臺，完成空間數據的輸入與編輯、屬性表的編輯與連接、多邊形疊合、復雜地形中的選址、地圖布局與輸出等實驗項目。課程設計則要求學生系統設計一個與專業相關的空間問題，并綜合運用GIS技術解決自行設計的實際問題，以培養學生綜合運用多學科知識解決復雜問題的綜合實踐能力及創新創新思維與創新能力[6-8]。

2 存在問題

本課程教學內容較多，受課時數限制，目前主要采用傳統的講授式教學模式。由于原理知識枯燥乏味，學生基本是課堂上被動接受老師講授的知識點，缺乏課后學習與探索的主動性，很難將抽象的原理與實踐應用貫通起來，欠缺利用GIS思維解決實際空間問題的能力，對GIS技術發展與應用的趨勢也關注甚少。

陳舊的授課方式導致實驗課效果更是差強人意，學生機械式重復老師演示的操作，對實驗原理與過程缺乏理解，導致離開指導書實驗操作就無從下手，更別說綜合運用GIS技術解決具體空間問題。實驗報告雷同現象明顯，難以真實考查學生的軟件操作水平[9]。此外，實驗教學中缺乏與專業密切聯系的素材和案例。筆者所在院系使用宋小冬主編的《地理信息系統實習教程》作為實驗教材，大部分學生能夠參照指導書進行數據采集、數據編輯、數據處理、空間分析、地圖布局輸出等基本操作，但由于教材中涉及到GIS在城鄉規劃中應用的案例甚少，學生無法在實踐操作中把GIS技術與相關專業關聯起來，缺乏利用GIS技術解決實際城鄉規劃問題的思維訓練，不能真正地做到學以致用。

順應“線上+線下”混合學習的教學改革發展趨勢，本文擬以人文地理與城鄉規劃專業開設的《地理信息系統原理》課程為依托，提出以具體任務為驅動激發學生自主探索式學習的教學模式。

3 教學改革內容

針對城鄉規劃中的典型問題，以實踐為導向，探討任務引領教學法在《地理信息系統原理》中的應用思路，以推動學生自主學習的積極性，提高教學效率與效果。教學改革主要內容包括以下幾個方面。

（1）課程分析。明確課程要求掌握什么，需要哪些基礎知識。建立一個學生當前所學習的內容與現實情況基本相接近的情景環境，使學生可以深刻了解當前所學習的知識點在應用中主要起到什么作用，便于他們圍繞最終任務理順知識點之間的關系，建立一個完整的知識體系。

（2）線上學習。充分利用網絡優質教學資源，安排學生運用碎片時間學習相關的方法原理知識。建議學生在愛課程等平臺選擇相關的精品開放課程，如中山大學張新長教授主講的“地理信息系統概論”在線課程，南京師范大學湯國安教授主講的“地理信息系統”精品課程的教學錄像等。

（3）任務設計。任務要求目標明確，步驟清晰，符合所學專業的特點，且難度要適中，使得學生在應用已知的知識和技能完成案例任務的同時又能學習新的知識和技能，以解決今后遇到的新問題。以城鄉規劃中典型空間問題為主，如：公共設施的服務范圍、最近設施的查找，公共設施的選址、交通網絡的優化、災害受損分析、地形因子分析、景觀變化分析、土地適宜性分析等。

（4）任務實施。在任務實施前要通過問卷方式做個摸底調查，了解各位學生的基礎知識掌握情況、相關軟件操作技能水平和創新研究能力，統計不同層次的人數，再交叉分組。任務實施包括分析問題、制訂計劃、實施計劃、成果總結、展示成果、理論剖析、評估反饋7個階段。

（5）課后演練。按照不同空間問題，建立作業題庫，根據課堂案例所運用到的技術方法，抽取類似空間問題布置作業，要求學生課后到GIS機房在ArcGIS平臺中完成作業，鞏固課堂所學的知識點與技術方法。

（6）效果評價。根據課堂表現、考試成績和學生滿意度等方面評價教學改革效果以及“任務引領”教學法在學生自主學習方面的促進作用。在教學過程中可以通過過程評估方式及時了解教學效果。

4 結語

綜上，任務引領教學法從實踐需求出發，突破《地理信息系統原理》課程以“課堂知識傳授為主、技能實訓為輔”的傳統教育方式，在課堂教學中以任務為驅動，將線上學習與線下學習相結合，將理論知識與生產實踐相統一，充分挖掘學生的創造潛能，使學生在學習過程中適應社會現實與發展，為社會培養適應市場需求的高素質應用型人才。

參考文獻

[1] 沈婕，湯國安，楊紅，等.我國地理信息系統專業教材建設應用與發展[J].地球信息科學，2007，9（4）：94-99.

[2] 李天文，王林剛，李庚澤，等.地理信息系統專業課程體系建設研究[J].中國大學教學，2011（1）：33-35.

[3] 邊馥苓.論我國地理信息產業、人才現狀與存在問題[J].地理信息世界，2009，7（5）：29-34.

[4] 柳林，李萬武.市場需求導向的GIS專業知識結構和課程體系的構建[J].測繪科學，2011，36（1）：232-234.

[5] 秦其明.中國高校GIS專業核心課程設置問題的探討[J].地理信息世界，2003（4）：1-7.

[6] 呂秀琴，艾自興.“地理信息系統課程設計”教學內容和模式探討[J].實驗 技術與管理，2012，29（1）：165-167.

[7] 吳風華，楊久東.地理信息系統專業課程設計改革實踐[J].河北理工大學學報：社會科學版，2008，8（4）：141-142.

[8] 王玲，王月健，劉琳.地理信息系統課程實踐教學的改革與探索[J].兵團教育學院學報，2007，17（6）：55-57.

[9] 王建梅，王衛安.翻轉課堂在地理信息系統課程教學中的實踐與思考[J].測繪通報，2017（8）：146-149.